殼體施工

遠在新石器時代，地中海塞浦路斯島上的人已懂得用石塊和土坯修建蛋形民居（見圖）。在今土耳其伊斯坦布爾尚存公元 567年重建的圣索菲亞教堂系古代磚砌穹頂建筑。18世紀新疆喀什地方修筑的阿巴伙迦陵（香妃墓），其圓形屋蓋便是以石膏為膠結材料，用方磚疊砌的。自從出現(xiàn)了鋼筋混凝土，殼體的應用有了新途徑。1924年德國耶拿城建造的蔡斯玻璃廠便是用鋼筋混凝土灌筑的球形殼體，屋蓋直徑為40米而殼面厚度僅6厘米。50年代以來,中國在一些大跨間的建筑上也采用了殼體結構，取得很好效果。例如,1956年修建了直徑為25米、殼厚6厘米的半球形面殼的北京天文館天象廳；1959年修建了跨間為35×35米的雙曲面扁殼的北京火車站中央大廳；大連港倉庫是由16個23×23米鋼筋混凝土扭殼組成的；1983年建造的淮南洛河電廠雙曲面冷卻塔的底面直徑為102.9米，高130米。 　施工 　殼體是曲面薄壁結構，伸展的空間較大，因此采取必要措施以保持殼體的幾何形狀便成為施工的關鍵。根據(jù)不同的構造形式，一般有下列幾種施工方法：

固定模架施工 　在殼體覆蓋的空間，對整個曲面架設模架。模架應具有一定的剛度并能承擔全部施工荷載。砌筑或灌筑混凝土時，應按照殼體類型，均勻對稱地從周邊向中心進行，防止模架發(fā)生偏移或變形。這種施工法不僅適用于旋轉式殼體（圓柱面和雙曲面殼體除外），也適用于雙曲扁殼和各種扭殼。這種模架不能重復利用，成本較高。1972年波多黎各的70×84米龐斯大廳是用固定模架建造的鋼筋混凝土扭殼結構。

活動模架施工 　殼體結構如能分割為若干個形狀相同又能單獨承受荷載的區(qū)段時，如柱面殼（筒殼），多波柱面殼，多波雙曲扁殼及各種旋轉殼等，可采用能挪動的模架,分段架設，按施工順序逐段轉移重復使用,以節(jié)省模架費用。架設這種模架時應安裝螺旋絲杠或千斤頂?shù)绕鹬匮b置并鋪設滑軌。以利升降移動。常用的活動方式有平移、旋轉和提升三種。①平移式。殼體的一個區(qū)段完成后，模架按直線方向作水平移動。此法一般用于建造長形倉庫、廠房、站臺等。廣州火車站臺筒殼雨篷共長600米,是用此法施工的。②旋轉式。主要用于旋轉型殼體結構。采用這種模架方式時，模架要按殼體的中軸線相對方向成雙地設置。鋪設環(huán)形滑軌作對稱旋轉以保持殼體的幾何尺寸。1976年美國西雅圖金郡體育館雙曲拋物面帶肋殼頂,直徑201.6米,矢高33.5米,采用旋轉式鋼架木模施工。③提升式。是利用千斤頂?shù)绕鹬卦O備將模架逐節(jié)向上提升或滑升的方法，主要用于建造筒倉、水箱、油罐、冷卻塔等豎向殼體結構。施工中，各千斤頂?shù)捻斏M程要保持勻速同步,采用滑升方式時,模板的滑升速度必須與混凝土的凝固速度相適應（見滑升模板）。

無模架施工 　一般為整體安裝和殼面拼裝兩種。整體安裝系在地面灌筑殼體或將預制殼板拼成整體，然后采用起重設施通過吊裝（見結構構件吊裝）、提升或頂升到設計高程進行就位。殼面拼裝是將預制殼板或拱殼磚直接在殼體位置上進行拼裝。拼裝時通常利用殼邊圈梁作支點。設扒桿纜索懸吊殼板。由外向內，逐圈安裝就位，并逐圈校正殼體的弧度。核算因施工而開口的殼的應力，以策安全。

除上述外，也可采用架設殼模作為殼體的組成部分，然后在殼模上綁扎鋼筋、灌筑混凝土的方法。但此法須用噴射混凝土（見混凝土現(xiàn)澆施工技術）。工藝較復雜。

殼體設計要同時考慮施工方案并核算施工荷載。設計與施工有著互相依賴的關系，因此，只有兩者密切配合，經過多方案比較，才能求得最佳的設計與施工方案。2100433B

在自然界里，鳥類的蛋殼和植物種子的外殼都具有良好的空間受力性能。在外力作用下，它們主要以殼體的曲面內力（即薄膜內力）保持平衡，構成結實的保護層。把這種構造形式引用到建筑上，可形成承載能力和剛度都很好的空間屋蓋結構，用來覆蓋較大的空間，不需要設中間支柱。又因這種結構形式兼有承重和圍護的雙重功能，也適用于建造筒倉、冷卻塔、貯液罐、壓力容器等，形成堅固的薄壁結構。

環(huán)管和環(huán)形燃燒室的內、外殼體是薄壁零件，通常都是發(fā)動機的主要承力構件，承受有軸向力、徑向力、橫向力、扭矩、振動載荷和熱應力等，受力非常復雜。因此在結構設計中，必須保證殼體具有足夠的強度和剛性。

由于外殼體直徑很大，抗橫向彎曲的剛度一般較強，所以考慮剛度時要注意保證徑向剛度，防止由于殼體被壓扁，變成橢圓而失去穩(wěn)定。

對于壁特別薄的內殼體，要特別注意保證徑向剛度。因為受壓的殼體更容易失穩(wěn)，實踐中就曾發(fā)生過軸承機匣被壓扁造成的嚴重故障。

除了在選擇殼體材料和確定適當?shù)臍んw厚度方面的保證以外，還要對殼體中剛性差的部位采用加強措施，采用徑向加強筋是一種常用的有效方法。如一些發(fā)動機燃燒室內機匣的徑向加強筋實例，這些加強筋主要是徑向加強剛度，因而用在圓柱段上。

若需要在徑向和軸向都有加強作用時，可采用封閉式的加強筋。這種類型的加強筋可用在同時受軸向力和內壓力的曲線形殼體的轉接段上，但封閉腔須加通氣小孔，以均衡腔內外氣體壓力。加強筋通常用飯材焊接在燃燒室內機匣的內表面。在加強筋腹板上開的孔，是為了減輕質量。許多發(fā)動機燃燒室的內、外殼體的前、后端都有安裝邊，用專門的連接件聯(lián)接起來，組成盒狀結構，對保證剛性也有很好的作用。另外。對高溫部位還應采取隔熱和散熱措施 。